بررسی تاثیر اصلاح کننده خاک رس بر مورفولوژی، سینتیک پخت و خواص ویسکوالاستیک خطی و غیر خطی نانوکامپوزیت های لاستیک بیوتیل و شبیه سازی مکانیکی بلادرهای پخت تایر

نانوذرات خاک رس به علت دارا بودن ویژگی های خاص از جمله نسبت منظر بالا و امکان اصلاح سطح آنها، در سال های اخیر به منظور ساخت نانوکامپوزیت های لاستیکی، بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. این در حالیست که کیفیت پراکنش این پرکننده ها در بستر لاستیکی و چگونگی ساختار نهایی نانوکامپوزیت ها می تواند بر روی بسیاری از خواص از جمله سینتیک پخت و همچنین خواص ویسکوالاستیک غیر خطی بسیار موثر باشد. به منظور تهیه نانوکامپوزیت های لاستیک بیوتیل با ساختارهای مختلف، نمونه های حاوی مقادیر مختلفی از سه نوع مونتموریلونیت اصلاح شده cloisite 20a، cloisite 25a و cloisite 30b برای پوشش طیفی از میزان آب دوستی- آب گریزی متفاوت به روش اختلاط مذاب آماده شد. برای بررسی کیفیت پراکنش و توزیع نانوصفحات خاک در بستر لاستیکی به ترتیب از آزمون های تفرق اشعه ایکس و میکروسکوپی الکترون پویشی استفاده شد. ساختار در میان لایه ای با بیشترین و کمترین کسر لایه های باز شده خاک رس به ترتیب در مونتموریلونیت های اصلاح شده cloisite 20a و cloisite 30b مشاهده شد. خواص ویسکوالاستیک مطالعه شده با آزمون دینامیکی مکانیکی حرارتی با روبش دمایی نیز بیشترین میزان سازگاری پلیمر- خاک رس را در حضور اصلاح کننده مونتموریلونیت cloisite 20a نشان داد. کاهش میزان عبور پذیری گاز در نمونه های این مونتموریلونیت، پراکنش بهتر آن را در نانوکامپوزیت ها تایید کرد. این در حالیست که کلیه نتایج آزمون های فوق کیفیت پراکنش مونتموریلونیت cloisite25a را کمی بهتر از پرکننده نوع cloisite 30bدر بستر ماتریس لاستیکی نشان دادند. بررسی خواص پخت توسط دستگاه رئومتر صفحه ای نوسانی نشان از افزایش زمان پخت بهینه و زمان برشتگی در نمونه های cloisite 20aداشته و افزایش در مقدار مونتموریلونیت اصلاح شده، باعث افزایش در هر دو زمان شد. در حالیکه افزایش در مقدار مونتموریلونیت اصلاح شده cloisite 30b سرعت پخت را افزایش و در نتیجه زمان پخت بهینه و زمان برشتگی را کاهش داد. مطالعه مدل های موجود به منظور پیش بینی رفتار پخت آمیزه ها، حکایت از انطباق بهتر مدل قریشی با ضریب انطباق حدود 99% نسبت به مدل کمال، با نتایج آزمون رئومتر صفحه ای نوسانی نمونه ها داشت. نتایج آزمون دینامیکی مکانیکی در روبش کرنش، نشان از تشکیل شبکه پرکننده در درصدهای کمتر از مونتموریلونیت cloisite 20a و افت شدیدتر مدول ذخیره با افزایش کرنش در این نمونه ها در مقایسه با آمیزه های حاوی دو مونتموریلونیت دیگر به ویژه cloisite 30b دارد. همچنین پدیده مولینز، تغییرفرم دائم در چرخه اول و هیسترزیس با شدت بیشتری در نمونه های حاوی نانوخاک رس cloisite 20a در مقایسه با دیگر آمیزه ها دیده شد. با افزایش مقدار پرکننده این پدیده ها با شدت بیشتری در نانوکامپوزیت های مذکور دیده شد.